Измерение удельного заряда электрона методом магнетрона

Сентябрь 15, 2022

Главная
Физика
Измерение удельного заряда электрона методом магнетрона

Содержание

2. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Ознакомиться с законами движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Измерить удельный заряд
3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИССЛЕДУЕМОМ ФИЗИЧЕСКОМ ЯВЛЕНИИ Далее…
4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД В природе существует 4 вида фундаментальных взаимодействий физических тел: гравитационное, электромагнитное, слабое и ядерное.
5. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ Электрические заряды не могут действовать друг на друга непосредственно. Действие одного заряда на другой
6. ИНДУКЦИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Далее…
7. СИЛОВЫЕ ЛИНИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Геометрическая кривая, в каждой точке которой вектор индукции магнитного поля направлен по
8. ХАРАКТЕР МАГНИТНОГО ПОЛЯ Однородное Силовые линии однородного поля: Направлены в одну и ту же сторону Параллельны
9. СИЛА ЛОРЕНЦА Далее…
10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ВЕКТОРА СИЛЫ ЛОРЕНЦА Правило левой руки: если четыре пальца левой руки направить по движению
11. ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЫ ЛОРЕНЦА Перпендикулярно силовым линиям магнитного поля Траекторией движения является окружность,
12. УРАВНЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЫ ЛОРЕНЦА Далее…
13. ЦИРКУЛЯЦИЯ ВЕКТОРА МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ПО ЗАМКНУТОМУ КОНТУРУ Далее…
14. ЗАКОН ПОЛНОГО ТОКА Далее…
15. КРИТИЧЕСКИЙ ТОК СОЛЕНОИДА Далее… I = 0 I I I = Ic I > Ic I
16. УДЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД ЭЛЕКТРОНА Отношение электрического заряда частицы к её массе называется удельным зарядом Удельный заряд частицы
17. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ Далее…
18. РЕАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА. ВНЕШНИЙ ВИД Лабораторная установка состоит из вакуумного диода и соленоида, образующих магнетрон, измерительного
19. РЕАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА Схема содержит три цепи: цепь питания соленоида (слева вверху), цепь накала
20. ВИРТУАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА Программа-симулятор – это математическая модель, полностью отражающая исследуемые в лабораторной работе свойства реального
21. СНЯТИЕ ЗАВИСИМОСТИ АНОДНОГО ТОКА МАГНЕТРОНА ОТ ТОКА В ЦЕПИ ЕГО СОЛЕНОИДА Установите значение анодного напряжения в
22. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА ЗАВИСИМОСТИ АНОДНОГО ТОКА МАГНЕТРОНА ОТ ТОКА В ЦЕПИ ЕГО СОЛЕНОИДА График исследуемой зависимости строится
23. ГРАФИЧЕСКОЕ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ АНОДНОГО ТОКА ОТ ТОКА СОЛЕНОИДА ПО ТОКУ СОЛЕНОИДА И ПОИСК КРИТИЧЕСКОГО ТОКА МАГНЕТРОНА
24. ВЫЧИСЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА Поочерёдно введите в чёрные поля параметры лабораторной установки: Число витков соленоида Длину
25. ОБРАБОТКА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗ ЦЕЛИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ И НАПИСАНИЕ ВЫВОДА ПО ПРОВЕДЁННОМУ ИССЛЕДОВАНИЮ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Далее…
27. Скачать презентацию

Слайд 2

ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомиться с законами движения заряженных частиц в электрическом и магнитном

полях.
Измерить удельный заряд электрона с помощью цилиндрического магнетрона.

Далее…

Слайд 3

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ
КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИССЛЕДУЕМОМ ФИЗИЧЕСКОМ ЯВЛЕНИИ
Далее…

Слайд 4

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД
В природе существует 4 вида фундаментальных взаимодействий физических тел: гравитационное,

электромагнитное, слабое и ядерное. Наше исследование будет посвящено электромагнитному взаимодействию тел
Чтобы иметь возможность вступать в электромагнитное взаимодействие, тела должны обладать особым физическим свойством – электрическим зарядом
Электрический заряд характеризует вид и интенсивность взаимодействия тел. Поэтому он является физической величиной, у которой есть собственное обозначение – буква q и размерность – кулон (Кл)
Отношение электрического заряда частицы к её массе называется удельным зарядом частицы

Далее…

Слайд 5

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Электрические заряды не могут действовать друг на друга непосредственно. Действие

одного заряда на другой осуществляется посредством магнитного поля
Магнитное поле – это структурная форма материи, с помощью которой осуществляется электромагнитное взаимодействие. Его основные свойства:
Магнитное поле создаётся только движущимися электрическими зарядами и ничем другим
Магнитное поле способно оказывать силовое воздействие на помещённый в него движущийся электрический заряд, что позволяет его обнаружить
Магнитное поле не создаётся и не действует на неподвижные электрические заряды

Далее…

Слайд 6

ИНДУКЦИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Далее…

Слайд 7

СИЛОВЫЕ ЛИНИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
Геометрическая кривая, в каждой точке которой вектор индукции

магнитного поля направлен по касательной, называется силовой линией
Силовые линии магнитного поля всегда замкнуты или уходят обоими концами на бесконечность, что подтверждает отсутствие в природе каких бы то ни было магнитных зарядов
Силовые линии никогда не пересекаются между собой

Далее…

Пожалуйста, дождитесь завершения построения рисунка

Слайд 8

ХАРАКТЕР МАГНИТНОГО ПОЛЯ
Однородное
Силовые линии однородного поля:
Направлены в одну и ту

же сторону
Параллельны между собой
Расстояние между линиями одинаково

Неоднородное

Если нарушается хотя бы одно из перечисленных слева условий, то магнитное поле будет неоднородным

Далее…

Слайд 9

СИЛА ЛОРЕНЦА

Далее…

Слайд 10

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ВЕКТОРА СИЛЫ ЛОРЕНЦА
Правило левой руки: если четыре пальца левой

руки направить по движению положительного электрического заряда, а вектор магнитной индукции будет входить в ладонь, то отогнутый под прямым углом большой палец покажет направление силы Лоренца
Правило правого винта (буравчика): если поворачивать вектор скорости движения положительного электрического заряда на минимальный угол, пытаясь совместить его с вектором магнитной индукции, то направление поступательного движения буравчика совпадёт с направлением силы Лоренца

Далее…

Слайд 11

ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЫ ЛОРЕНЦА
Перпендикулярно силовым линиям магнитного поля
Траекторией

движения является окружность, плоскость которой перпендикулярна силовым линиям магнитного поля

Под углом к силовым линиям магнитного поля

Траекторией движения является спираль, ось которой совпадает с одной из силовых линий магнитного поля

Далее…

Слайд 12

УРАВНЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЫ ЛОРЕНЦА

Далее…

Слайд 13

ЦИРКУЛЯЦИЯ ВЕКТОРА МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ПО ЗАМКНУТОМУ КОНТУРУ

Далее…

Слайд 14

ЗАКОН ПОЛНОГО ТОКА

Далее…

Слайд 15

КРИТИЧЕСКИЙ ТОК СОЛЕНОИДА

Далее…
I = 0
I < Ic
I < Ic
I = Ic
I

> Ic

I > Ic

Пожалуйста, дождитесь завершения построения рисунка

Слайд 16

УДЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД ЭЛЕКТРОНА
Отношение электрического заряда частицы к её массе называется удельным

зарядом
Удельный заряд частицы обозначается как отношение q/m и в системе единиц СИ измеряется в кулонах, делённых на килограмм (Кл/кг)
Поскольку электрон несёт на себе отрицательный электрический заряд, то и удельный заряд электрона тоже будет отрицательной величиной
Удельные заряды элементарных частиц, в том числе – электрона, легко вычисляются через элементарный заряд и массу покоя частиц, которые являются мировыми константами
Вычисление удельного заряда электрона по результатам измерений параметров магнетрона составляет основную цель нашей лабораторной работы

Далее…

Слайд 17

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Далее…

Слайд 18

РЕАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА. ВНЕШНИЙ ВИД
Лабораторная установка состоит из вакуумного диода и

соленоида, образующих магнетрон, измерительного блока с цифровыми приборами для измерения токов магнетрона, а также источника питания с измерительными приборами и возможностью регулирования подаваемых в схему токов

Далее…

Слайд 19

РЕАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА
Схема содержит три цепи: цепь питания соленоида

(слева вверху), цепь накала катода вакуумного диода (слева внизу) и анодную цепь вакуумного диода (справа).
Схема позволяет регулировать и измерять ток в цепи соленоида и анодное напряжение диода, а также измерять его анодный ток.

Далее…

Слайд 20

ВИРТУАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА
Программа-симулятор – это математическая модель, полностью отражающая исследуемые в

лабораторной работе свойства реального магнитного поля
Щёлкните здесь, чтобы запустить программу

Далее…

Слайд 21

СНЯТИЕ ЗАВИСИМОСТИ АНОДНОГО ТОКА МАГНЕТРОНА ОТ ТОКА В ЦЕПИ ЕГО СОЛЕНОИДА
Установите

значение анодного напряжения в соответствии со своим вариантом задания
Последовательно устанавливайте все возможные значения тока соленоида, начиная с нуля и каждый раз нажимайте кнопку «Вычислить»
Таблица заполняется автоматически
По окончании измерений обязательно перепишите все значения обоих токов в отчёт по лабораторной работе
Для перехода в следующее окно нажмите кнопку «Построить график»

Далее…

Слайд 22

ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА ЗАВИСИМОСТИ АНОДНОГО ТОКА МАГНЕТРОНА ОТ ТОКА В ЦЕПИ ЕГО

СОЛЕНОИДА

График исследуемой зависимости строится автоматически. Его необходимо скопировать в отчёт по работе (Alt+PrintScreen)
Для перехода в следующее окно и построения графика производной анодного тока по току соленоида от тока соленоида (dIa/dIc = f(Ic)) нажмите большую кнопку «Построить график зависимости dIa/dIc от Ic»

Далее…

Слайд 23

ГРАФИЧЕСКОЕ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ АНОДНОГО ТОКА ОТ ТОКА СОЛЕНОИДА ПО ТОКУ СОЛЕНОИДА

И ПОИСК КРИТИЧЕСКОГО ТОКА МАГНЕТРОНА

График производной тоже строится автоматически. Его необходимо скопировать в отчёт по работе (Alt+PrintScreen)
Одновременно открывается окно для вычисления удельного заряда электрона
Как можно точнее снимите с графика значение критического тока магнетрона и переходите к расчёту удельного заряда электрона

Далее…

Слайд 24

ВЫЧИСЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА
Поочерёдно введите в чёрные поля параметры лабораторной установки:
Число

витков соленоида
Длину намотки соленоида, (м)
Радиус анода магнетрона, (м)
Критический ток магнетрона, (мА)
Анодное напряжение магнетрона, (В)
Нажмите кнопку «Вычислить» и запишите в отчёт экспериментальное значение удельного заряда электрона в Кл/кг.

Далее…

Слайд 25

ОБРАБОТКА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
АНАЛИЗ ЦЕЛИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ И НАПИСАНИЕ ВЫВОДА ПО ПРОВЕДЁННОМУ

ИССЛЕДОВАНИЮ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Далее…

Измерение удельного заряда электрона методом магнетрона

Содержание

ЦЕЛЬ РАБОТЫОзнакомиться с законами движения заряженных частиц в электрическом и магнитном

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕКРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИССЛЕДУЕМОМ ФИЗИЧЕСКОМ ЯВЛЕНИИДалее…

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯДВ природе существует 4 вида фундаментальных взаимодействий физических тел: гравитационное,

МАГНИТНОЕ ПОЛЕЭлектрические заряды не могут действовать друг на друга непосредственно. Действие

ИНДУКЦИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Далее…

СИЛОВЫЕ ЛИНИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯГеометрическая кривая, в каждой точке которой вектор индукции

ХАРАКТЕР МАГНИТНОГО ПОЛЯОднородное Силовые линии однородного поля:Направлены в одну и ту

СИЛА ЛОРЕНЦА Далее…

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ВЕКТОРА СИЛЫ ЛОРЕНЦАПравило левой руки: если четыре пальца левой

ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЫ ЛОРЕНЦАПерпендикулярно силовым линиям магнитного поляТраекторией

УРАВНЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЫ ЛОРЕНЦА Далее…

ЦИРКУЛЯЦИЯ ВЕКТОРА МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ПО ЗАМКНУТОМУ КОНТУРУ Далее…

ЗАКОН ПОЛНОГО ТОКА Далее…

КРИТИЧЕСКИЙ ТОК СОЛЕНОИДА Далее…I = 0I < IcI < IcI = IcI

УДЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД ЭЛЕКТРОНАОтношение электрического заряда частицы к её массе называется удельным

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИДалее…

РЕАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА. ВНЕШНИЙ ВИДЛабораторная установка состоит из вакуумного диода и

РЕАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМАСхема содержит три цепи: цепь питания соленоида

ВИРТУАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКАПрограмма-симулятор – это математическая модель, полностью отражающая исследуемые в

СНЯТИЕ ЗАВИСИМОСТИ АНОДНОГО ТОКА МАГНЕТРОНА ОТ ТОКА В ЦЕПИ ЕГО СОЛЕНОИДАУстановите

ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА ЗАВИСИМОСТИ АНОДНОГО ТОКА МАГНЕТРОНА ОТ ТОКА В ЦЕПИ ЕГО

ГРАФИЧЕСКОЕ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ АНОДНОГО ТОКА ОТ ТОКА СОЛЕНОИДА ПО ТОКУ СОЛЕНОИДА

ВЫЧИСЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНАПоочерёдно введите в чёрные поля параметры лабораторной установки:Число

ОБРАБОТКА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВАНАЛИЗ ЦЕЛИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ И НАПИСАНИЕ ВЫВОДА ПО ПРОВЕДЁННОМУ

Похожие презентации

ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомиться с законами движения заряженных частиц в электрическом и магнитном

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ
КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИССЛЕДУЕМОМ ФИЗИЧЕСКОМ ЯВЛЕНИИ
Далее…

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД
В природе существует 4 вида фундаментальных взаимодействий физических тел: гравитационное,

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Электрические заряды не могут действовать друг на друга непосредственно. Действие

ИНДУКЦИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Далее…

СИЛОВЫЕ ЛИНИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
Геометрическая кривая, в каждой точке которой вектор индукции

ХАРАКТЕР МАГНИТНОГО ПОЛЯ
Однородное
Силовые линии однородного поля:
Направлены в одну и ту

СИЛА ЛОРЕНЦА

Далее…

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ВЕКТОРА СИЛЫ ЛОРЕНЦА
Правило левой руки: если четыре пальца левой

ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЫ ЛОРЕНЦА
Перпендикулярно силовым линиям магнитного поля
Траекторией

УРАВНЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЫ ЛОРЕНЦА

Далее…

ЦИРКУЛЯЦИЯ ВЕКТОРА МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ПО ЗАМКНУТОМУ КОНТУРУ

Далее…

ЗАКОН ПОЛНОГО ТОКА

Далее…

КРИТИЧЕСКИЙ ТОК СОЛЕНОИДА

Далее…
I = 0
I < Ic
I < Ic
I = Ic
I

УДЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД ЭЛЕКТРОНА
Отношение электрического заряда частицы к её массе называется удельным

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Далее…

РЕАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА. ВНЕШНИЙ ВИД
Лабораторная установка состоит из вакуумного диода и

РЕАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА
Схема содержит три цепи: цепь питания соленоида

ВИРТУАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА
Программа-симулятор – это математическая модель, полностью отражающая исследуемые в

СНЯТИЕ ЗАВИСИМОСТИ АНОДНОГО ТОКА МАГНЕТРОНА ОТ ТОКА В ЦЕПИ ЕГО СОЛЕНОИДА
Установите

ВЫЧИСЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА
Поочерёдно введите в чёрные поля параметры лабораторной установки:
Число

ОБРАБОТКА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
АНАЛИЗ ЦЕЛИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ И НАПИСАНИЕ ВЫВОДА ПО ПРОВЕДЁННОМУ